1、第九节 离心泵装置换轮运行工况,概念：换轮运行就是把水泵的原叶轮外径在车床上切削得小一些再安装好进行运转。经过切削后的叶轮，其特性曲线就按一定的规律发生变化。切削叶轮是改变水泵性能的一种简便易行的办法，即所谓变径调节。 一、切削律 实践证明：在一定条件下，叶轮经过切削后，其性能参数的变化与切削前后轮径间存在下列关系：,水泵叶轮切削律,上式统称为水泵叶轮的切削律。式中Q、H、N相应为叶轮外径切削为D2时的流量、扬程和轴功率。切削律是建于大量感性试验资料的基础上，它认为如果叶轮的切削量，控制在一定限度内时(0-20%)，且只挫掉叶片出水面的背面（下表面），使FF,和n=n的情况下，运用相似定律而得
2、到的。切削限量与水泵的比转数有关。表27列出了常用的叶轮切削限量。,叶轮切削后叶片的锉尖,切削率证明：,当超过限量时F变化不宜等于F，因为F / F=2，将使误差以平方次增加，下降太多，切削率将不成立，故应严格限制切削量。,二、切削律的应用,切削律在应用上一般可能遇到两类问题。第一类问题：已知叶轮的切削量，求切削前后水泵特性曲线的变化。也即；已知叶轮外径D2的特性曲线，要求画出切削后的叶轮外径为D2时的水泵特性曲线(QH)曲线、(QN)曲线及(Q )曲线。解决这一类问题的方法归纳为“选点计算、描点、连线”四个步骤 。 1、在已知的水泵(QH)曲结上进行“选点”； 2、用切削律公式计算得1点（Q
3、1、H1），同理可算出2、3、4点 3、在坐标系中 “描点”； 4、连线。,利用切削律翻画特性曲线,第二类问题：,根据用户需求，要水泵在B点工作，流量为QB，扬程为HB，B点位于该泵的(QH)曲线的下方如图所示。现使用切削方法，使水泵的新特性曲线通过B点，试问：切削后的叶轮直径D2 是多少?需要切削百分之几?是否超过切削限量? 对于这类问题，已知的条件是：现有水泵的叶轮直径D2及(QH)曲线和B点的坐标(QB，HB ）。 由切削律得H=KQ2 “切削抛物线”方程，又称等效率曲线方程。 求法：1、将B点的QB 、HB ，代入“切削抛物线”方程，求出K值 ； 2、绘“切削抛物线”曲线，与（QH）曲
4、线交于A点（ QA，HA ），由（ QA，HA ）和(QB，HB ）代入切削律，求得D2 。,用切削抛物线求叶轮切削量,应用切削律，应注意几个问题：,1、水泵叶轮的切削应有一定的限量；2、对于不同构造的叶轮切削时，应采取不同的方式。低比转数的叶轮，切削量对叶轮前后两盖板和叶片都是一样的；对于高比转数离心泵叶轮，则切削量不同，后盖板的切削量应大于前盖板；3、离心泵叶轮切削后，其叶片的出水舌端就显得比较厚。如能沿叶片弧面在一定的长度内锉掉一层，则可改善叶轮的工作性能。4、叶轮切削是解决水泵类型、规格的有限性与供水对象要求的多样性之间矛盾的一种方法，它使水泵的使用范围扩大。,叶轮的切削方式,三、型谱
5、图（高效率方框图）,是水泵的高效区成系列地绘在同一张坐标图上所得的同系列泵的综合性能曲线，图中每一小方框表示一种水泵的高效工作区域（未切削、A、B等），框内注明该水泵的型号、转速等。 选泵时，管道系统特性曲线与哪个方框相交，即可作为备用泵。,IS型单级单吸泵的综合性能图,SH型离心泵的综合性能图,思考题,1某循环水泵站中，夏季为一台12Sh-19型离心泵工作，水泵叶轮直径D2=290mm，管路中阻力系数S=225s2m5，静扬程HST=14m。到了冬季，用水量减少了，该泵站须减少12的供水量，为了节电，到冬季拟将另一备用叶轮切小后装上使用。问：该备用叶轮应切削外径百分之几? 2如果说，在学本课
6、程前，你对着一台离心泵的铭牌，可以直接说出它能打多少水，扬程是多高。那么，现在对于这个问题，你将如何回答?为什么?,第十节 离心泵并联及串联运行工况,大中型水厂中，为了适应各种不同时段管网中所需水量、水压的变化，常常需要设置多台水泵联合工作。这种多台水泵联合运行，通过连络管共同向管网或高地水池输水的情况，称为并联工作。 水泵并联工作的特点： (1)可以增加供水量，输水干管中的流量等于各台并联水泵出水量之总和； (2)可以通过开停水泵的台数来调节泵站的流量和扬程，以达到节能和安全供水的目的。例如：取水泵站在设计时，流量是按城市中最大日平均小时的流量来考虑的，扬程是按河道中枯水位来考虑的。因此，在
7、实际运行中，由于河道水位的变化，城市管网中用水量的变化等，必定会涉及取水泵站机组开停的调节问题。另外，送水泵站机组开停的调节就更显得必要了； (3)当并联工作的水泵中有一台损坏时，其它几台水泵仍可继续供水，因此，水泵并联输水提高了泵站运行调度的灵活性和供水的可靠性，是泵站中最常见的一种运行方式。 (4)水泵并联应选择各泵扬程范围比较接近的基础上进行。,一、并联工作的图解法,1水泵并联性能曲线的绘制 ：先把并联的各台水泵的(QH)曲线绘在同一坐标图上，然后把对应于同一H值的各个流量加起来，如图所示，把I号泵(Q H)曲线上的1、 1、1 分别与号泵Q H曲线上的2 、 2、2各点的流量相加，则得
8、到I、号水泵并联后的流量3、 3、3 ，然后连接3、 3、3 各点即得水泵并联后的总和 (QH) 曲线。即并 联原理为等扬程下 流量相加（横加原 理）。,图 水泵并联Q-H曲线,并联条件：两泵的Q-H曲线必须有共同的扬程段 （1）同型号泵：管路对称，完全并联（对称并联） （2）不同型号泵：管路不对称，部分并联（有共同扬程段部分） （3）无共同扬程，不能并联,2同型号、同水位的两台水泵的并联工作 （完全并联）,(1)绘制两台水泵并联后的总和(QH)l+2曲线； (2)绘制管道系统特性曲线，求出并联工况点； (3)求每台泵的工况点：通过M点作横轴平行线，交单泵的特性曲线于N点，此N点即为并联工作时
9、，各单泵的工况点。若以图中S点近似认为单泵单独工作时的工况点，可知QsQ1,2，说明并联后流量不是成倍地增加，见P56图 2-63，五台同型号水泵并联的情况。则两台并 Ql+21.9Qs,三台并Ql+2+32.51Qs,四台并Ql+2+3+42.84Qs，五台并Ql+2+3+4+53Qs，可见并联的水泵台数不能太多，再多则增加的流量不多，且浪费能量，效率低。 （4）求每台泵的轴功率和效率 过N做垂线，交(Q)l，2曲线于P，交(QN)l，2曲线于q,并联总功率NN1+N2=2Nq，而单泵工作工作NN1,2，故选择电机时应根据单泵单独工作时的功率。,同型号、同水位、对称布置的两台水泵并联,3不同
10、型号的2台水泵在相同水位下的并联工作,这情况不同于上面所述的主要是：两台水泵的特性曲线不同，管道中水流的水力不对称。所以，自吸水管端A和C至汇集点召的的水头损失不相等。2台水泵并联后，每台泵的工况点的扬程也不相等。因此，欲绘制并联后的总和(QH)曲线，一开始就不能使用等扬程下流量叠加的原理 。,二、水泵串联工作,串联工作就是将第一台水泵的压水管，作为第二台水泵的吸水管，水由第一台水泵压入第二台水泵，水以同一流量，依次流过各台水泵。在串联工作中，水流获得的能量，为各台水泵所供给能量之和，如图所示。串联工作的总扬程为：HA=H1+H2，由此可见，各水泵串联工作时，其总和QH性能曲线等于同一流量下扬
11、程的加。只要把参加串联的水泵QH曲线上横坐标相等的各点纵坐标相加，即可得到总和(QH) 曲线，它与管道系统特性曲线交于A点。此A点的流量为QA、扬程为HA，即为串联装置的工况点。自A点引竖线分别与各泵的QH曲线相交于B及C点，则B点及C点分别为两台单泵在串联工作时的工况点。,水泵串联工作图,思考算题：,1试论述4台同型号并联工作的泵站，采用一调三定、三调一定或采用二调二定方案作调速运行时，其节能效果各有何不同? 2某机场附近一个工厂区的给水设施如图2-78所示 已知：采用一台14SA-10型离心泵工作，转速n1450rmin，叶轮直径D466mm，管道阻力系数SAB=200s2m5，SBc 130s2m5，试问：(1)当水泵与密闭压力水箱同时向管路上月点的四层楼房屋供水时，B点的实际水压等于保证4层楼房屋所必须的自由水头时，问B点出流的流量应为多少m3h? (2)当水泵向密闭压力水箱输水时，B点的出流量已知为40Ls时，问水泵的输水量及扬程应为多少?输入密闭压力水箱的流量应为多少?,厂区给水设施,本课教学内容基本要求,1. 切削律及应用 2. 切削范围与比转速（ns）的关系 3. 并联及串联运行工况点的确定,
